【信息】海洋科技动态

　　（一）美国将在大西洋划定新的海洋保护区，制定首个海洋气候行动计划 

　　6月8日是世界海洋日，白宫发布了一系列海洋保护公告，包括：1. 将在纽约和新泽西海岸约161公里处的哈德逊峡谷设立海洋保护区，为抹香鲸、海龟等濒危和受保护动物提供栖息地；2. 联邦政府和白令海爱斯基摩人等就北白令海气候恢复区的管理进行跨国协调；3. 制定美国首个海洋气候行动计划，指导基于海洋的重大气候恢复和适应行动，包括绿色航运、海洋可再生能源开发、蓝碳和其他海洋相关解决方案，协助美国海洋经济可持续发展；4. 在海洋科技活动和投资中确定环境优先政策，并采取实际行动、增加投资机会；5. 加入联合国环境规划署的清洁海洋运动组织，通过制定政策、标准和加强行动等措施减少海洋垃圾排放。 

　　（二）斯克里普斯海洋学研究所建成海洋模拟器（SOARS）大科学装置 

　　美国斯克里普斯海洋学研究所耗时5年，共投资680万美元建成了世界首个大型海洋模拟器（SOARS），已开始接受外部使用申请。该模拟器由水箱、波浪发生器、鼓风机、光照系统、加热和冷却系统等设备组成。模拟器内装有136260立方米原样海水，可模拟全海域在各种环境下的海洋表面条件，如飓风、热带风暴环境下的极端风速和超大海浪，极地环境下约零摄氏度的气温和水温等。这有利于研究人员在实验室内进行不同情景下海洋和大气之间的相互作用的定量分析，以及分析海洋变化与气候变化之间的相互影响。此外，SOARS还可以引入生物和化学成分，培养海洋生物系统和微生物系统，以揭示海洋变化对极地、大气、生物、病毒和人类健康的影响。研究人员也可以通过SOARS模拟测试温室气体和其他空气污染物等变量，以预测全球未来气候情景。 

　　（三）泰国首个碳捕集与封存项目（CCS）将启动，预计2026年投入使用 

　　6月6日，泰国国家石油公司（PTTEP）宣布，将在泰国湾Arthit海上气田建设泰国首个碳捕集与封存（CCS）项目的相关设施，计划于2026年投入使用。此前，该公司已完成了项目的可行性研究，初步评估了地下岩层的碳储能力，并进行前端工程设计。此外，该公司在泰国其他地区也启动了CCS研究，并与日本Inpex和JGC等有CCS技术经验的公司合作，旨在探索CCS在泰国的发展潜力，支持泰国在2050年实现碳中和目标，以及在2065年实现温室气体净零排放的承诺。 

　　（四）巴拿马载人深潜器首次探索太平洋科伊瓦岛周围海洋保护区 

　　近年来，为加强海洋生态系统保护，巴拿马政府推出了一系列举措，并不断扩大太平洋科伊瓦岛周围的海洋保护区。截至去年，该保护区已经扩大到6.8万平方公里，未来将与厄瓜多尔、哥伦比亚和哥斯达黎加的保护区贯通，成为西半球最大的海洋保护区。其中，位于科伊瓦岛以南海域的海岭（Cordillera de Coiba）曾被“蓝色任务基金会”列为热点区域。近日，巴拿马史密森热带研究所（STRI）组织科考队利用“深海”号载人深潜器首次对该海岭进行了详细考察。考察期间，科学家最深下潜到350米，并放置了一套带诱饵的远程水下视频系统（BRUV）以进行生物多样性调查。下潜调查中，科学家发现了鲨鱼、珊瑚、海绵、海参、甲壳类动物和海星等多种海洋生物。相关科研任务的开展以及数据的获取，将有助于科学家更好地了解和保护太平洋的海洋生态系统。 

　　（五）德国AWI研究所发布第二版南大洋水深图 

　　南大洋环绕南极大陆，是影响地球系统和全球气候的关键区域，但目前人们只在少部分区域完成了精细水深测量和地形调查。历时9年，德国AWI研究所主导的国际研究小组收集了来自22个国家和88个组织的大约1500个数据集，AWI对数据集进行精细处理和插值，形成了水深数据库，并于6月7日发布了第二版南大洋国际水深图（IBCSO v2）。该水深图数据分辨率为500×500米，是第一版的2.4倍。南大洋国际水深图（IBSCO）是国际海底地形测量项目GEBCO Seabed 2030的一部分，目前已收集了超过255亿个数据点。该水深图及其数据可在IBCSO官方网站（www.ibcso.org）下载，数据处理和作图方法也已发表于《自然·科学数据》。 

　　文献来源：Dorschel B, Hehemann L, Viquerat S, et al. The International Bathymetric Chart of the Southern Ocean Version 2[J]. 2022. 

　　（六）新型传感器应用于近海内波观测，首次直接跟踪到内波破碎过程 

　　海洋内波不同于表面波，其在重力场作用下由于海水密度、温度差异等因素形成并在海洋内部传播，具有更大的波长和振幅。由于观测技术限制，内波演化的物理过程并未清晰。斯克里普斯海洋学研究所对其码头附近海域的内波观测已经长达50年，近年，科学家开发了一种新型光纤式温度传感器，加上系泊式波浪动力垂直剖面仪一起部署在此海域，以采集内波传播信息。科学家在分析观测数据后发现，内波在浅水区破碎，形成了规则的湍流。该湍流引发了海底沉积物和海水营养物质交换，可以促进沿海生态系统有机运行。这一现象与以往超级计算机数值模拟结果相似，海洋内波的破碎过程被首次直接观测到。该研究近期发表于《物理海洋学杂志》。 

　　文献来源：Lucas, Andrew J., and Robert Pinkel. "Observations of coherent transverse wakes in shoaling nonlinear internal waves." Journal of Physical Oceanography (2022). 

　　（七）利用谷歌卫星数据创建工具，可监测偏远海域珊瑚礁生态系统 

　　珊瑚礁对气候与环境变化非常敏感，目前，许多偏远海域的珊瑚礁难以监测。近期，一研究团队利用公开的谷歌地球引擎数据创建了珊瑚礁环境压力检测软件工具箱，并对全球3157个区域的珊瑚礁数据进行分析。分析结果显示，发生厄尔尼诺事件期间，受海流、水深和海面温度变化等因素叠加影响，珊瑚礁的环境压力加剧，造成了珊瑚白化等事件，此外，这种环境压力的影响程度在各地有所差异。该工具箱提供了一种廉价的全球珊瑚礁状态监测方式，科学家和非科学家用户均可免费下载和使用。用户可以利用该工具箱评估珊瑚礁状态，特别是观测偏远和无法进入海域的珊瑚礁生态系统变化，进而促进人们对海洋和全球气候变化的认识。该研究近期发表于《生态与保护中的遥感》。 

　　文献来源：Williamson, Michael J., et al. "Monitoring shallow coral reef exposure to environmental stressors using satellite earth observation: the reef environmental stress exposure toolbox (RESET)." Remote Sensing in Ecology and Conservation (2022). 

　　（八）锌元素在极地海洋浮游植物适应性进化及生物多样性形成中起关键作用 

　　元素锌（Zn）是海洋浮游植物生命活动必需的微量元素，参与某些基本生物过程（如DNA的复制和调节、光合作用及固碳作用），对于调控海洋初级生产力及全球碳循环至关重要。海洋中Zn的分布在纬向上呈现从赤道向两极逐渐富集的趋势，这与浮游植物的光合作用及与锌元素相关的生物地球化学循环有关。然而，目前对于锌元素在极地海域浮游植物的适应性进化及生物多样性形成中所发挥的作用仍然缺乏清晰的认识。中国水产科学研究院黄海水产研究所的科研团队综合运用进化基因组学等方法，揭示了极地海域高浓度锌需求是浮游植物适应低温环境和强季节性光照条件的重要因素，并首次明确了锌在驱动极地海洋浮游植物的物种形成与演化中发挥着重要作用。这项研究为进一步揭示真核浮游植物的复杂进化史、预测未来海洋生物演化趋势提供了新的理论依据，近期发表于《自然·生态与进化》。 

　　文献来源：Ye N, Han W, Toseland A, et al. The role of zinc in the adaptive evolution of polar phytoplankton[J]. Nature Ecology & Evolution, 2022: 1-14. 

　　（九）通过精细海底测绘寻找水下滑坡证据，重建新西兰海啸历史 

　　海啸是破坏性最大的自然灾害之一，海底地震、水下滑坡以及海底火山喷发都是触发大型海啸的主要因素。然而，目前人们滑坡与海啸之间的联系尚不明确。早前研究表明，250万年来，位于澳大利亚和新西兰之间的塔斯曼海至少发生过6次大型水下滑坡。有研究通过地震测量识别了此海域中的滑坡沉积物，但数据精度不高，且滑坡沉积物被后期沉积物掩埋，难以证实是否记录到海啸事件。2021年10月和2022年3月，新西兰科学家搭乘Tangaroa号科考船对塔斯曼海进行了两次调查。第一次调查采用了从钻孔中测量地震波速度的方法，使用计算机模型剥离上覆沉积物，精确计算原始滑坡体积，并进一步借助流体动力学模型，模拟滑坡运动、海啸产生及过程等。第二次调查则采用多波束测深、浅层剖面测量和高分辨率多道地震等方法获取了新的地球物理证据，并钻取了沉积物岩心。科学家利用该两次调查数据绘制了塔斯曼海重点区域的高清地形与地层结构图像，重建了滑坡和海啸过程，试图研究发现滑坡发生规律，预测未来发生海啸灾害的概率，协助政府制定应急管理政策。该研究项目的简述近期发表于AGU科学新闻杂志《Eos》。 

　　文献来源：Bull, S., S. J. Watson, J. Hillman, H. E. Power, and L. J. Strachan (2022), “Landslide graveyard” holds clues to long-term tsunami trends, Eos, 103, https://doi.org/10.1029/2022EO220263. Published on 3 June 2022. 

　　（十）“碳传送带”影响地球深部与地表之间的碳循环，调控长时间尺度上的全球气候演化 

　　大量气候记录已经揭示，显生宙（约570百万年前）以来，随着大气二氧化碳水平的自然波动，地球在“温室”和“冰室”两种气候状态之间的切换是常态。因此，深入研究不同气候状态的演化规律和交替机制，对于厘清当前全球变暖过程和影响因素具有重要意义。在构造运动中，俯冲带下沉的板块将大量地表碳带入地球深部，但同时，板块运动引发火山活动又会将二氧化碳排放到大气中。两个板块之间的俯冲带往往会形成海沟，洋中脊则频繁发生火山活动，这就使海沟与洋中脊构成了“碳传送带”。“碳传送带”影响着大气与地球深部之间的碳循环，从而调控着全球气候变化。近期，澳大利亚悉尼大学的研究团队利用热力学理论建立了“碳传送带”计算机模型，构建大洋地壳碳储库，模拟俯冲带和洋中脊的碳循环过程。模型结果表明，白垩纪构造板块的快速移动导致火山活跃，大量二氧化碳排放入大气层，从而促进“温室”的气候形成。而在新生代“冰室”期，因构造山脉抬升，大陆硅酸盐风化作用增强，大气中大量的碳随风化物沉入海底，最终导致全球变冷。该项研究认为，板块构造活动过程对中生代（约250至66百万年前）的气候演化起至关重要的作用，这一观点在一定程度上颠覆了传统认知，有望为未来建立全球碳循环模型提供新的边界条件。该研究近期发表于《自然》。 

　　文献来源：Muller R D, Mather B, Dutkiewicz A, et al. Evolution of Earth’s tectonic carbon conveyor belt[J]. Nature, 2022, 605(7911): 629-639. 

广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）